DE102016213072B4

DE102016213072B4 - A high-voltage battery system with safety device

Info

Publication number: DE102016213072B4
Application number: DE102016213072.2A
Authority: DE
Inventors: Wladislaw Waag; Thomas Hammerschmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2036-07-19
Also published as: CN109070756B; US20190092173A1; US11021065B2; WO2018015057A1; EP3484739A1; CN109070756A; DE102016213072A1

Abstract

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein elektromechanisches Schütz durch ein irreversibles Trennelement ersetzt wird, das kein Alterungsproblem aufweist. Ein irreversibles Trennelement weist z. B. einen pyrotechnischen Schalter auf. Jedoch darf das irreversible Trennelement nur in dem Fall aktiviert werden, wenn eine allpolige Trennung erfolgen muss, bzw. wenn die Rettungstrennstelle von Rettungskräften durchgetrennt ist. Das irreversible Trennelement darf nicht aktiviert werden, wenn das Niedervolt-Bordnetz im Fahrzeug-Service ausfällt, bzw. wenn die Rettungstrennstelle nicht angeschlossen ist. Erfindungsgemäß wird ein Batteriesystem vorgeschlagen, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, wobei das Batteriesystem eine Hochvolt-Batterie, eine Steuereinheit und eine Sicherungseinrichtung zum Trennen der Hochvolt-Batterie von einem Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs aufweist. Das erfindungsgemäße Batteriesystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zwei Leiterschleifen aufweist und eine Überwachung von den beiden Leiterschleifen durchführt; und dass basierend auf der Überwachung die Steuereinheit die Sicherungseinrichtung aktiviert, so dass die Sicherungseinrichtung die Hochvolt-Batterie vom Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs trennt, wobei die Sicherungseinrichtung ein irreversibles Trennelement aufweist.The invention is based on the finding that an electromechanical contactor is replaced by an irreversible separating element which has no aging problem. An irreversible separator has z. B. on a pyrotechnic switch. However, the irreversible separating element may only be activated in the event that an all-pole disconnection must take place, or if the rescue separation point is severed by rescue workers. The irreversible separating element must not be activated if the low-voltage vehicle electrical system fails in the vehicle service or if the rescue separation point is not connected. According to the invention, a battery system is proposed, in particular for an electric vehicle, wherein the battery system has a high-voltage battery, a control unit and a safety device for disconnecting the high-voltage battery from a high-voltage electrical system of the electric vehicle. The battery system according to the invention is characterized in that the control unit has two conductor loops and performs a monitoring of the two conductor loops; and that based on the monitoring, the control unit activates the safety device, so that the safety device separates the high-voltage battery from the high-voltage electrical system of the electric vehicle, wherein the safety device has an irreversible separating element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, ein Verfahren zum Betrieb des Batteriesystems und ein Fahrzeug, bzw. Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug.The present invention relates to a battery system according to the preamble of claim 1, a method for operating the battery system and a vehicle, or electric vehicle or hybrid vehicle.

Wie allgemein bekannt, werden Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge mit Hochvoltbatterien ausgestattet. Batteriesysteme mit Batterien werden in Elektrofahrzeugen (PKWs) eingesetzt und versorgen ein Hochvoltnetz mit einer hohen Spannung (Hochvoltspannung) von z. B. 400 Volt oder höher. Die Batteriezellen beziehungsweise Batteriemodule derartiger Batterien werden meistens in Reihe geschaltet. Batterien auf Lithiumbasis reagieren bekanntermaßen empfindlich auf hohe Temperaturen sowie auf Über- bzw. Unterspannung. Derartige Betriebszustände sind nicht nur abträglich für die Lebensdauer der Lithium-Batterie sondern können bspw. aufgrund eines sogenannte „thermal runaway” auch Gefahren bergen, beispielsweise in Form eines Brennens oder einer Explosion der Lithium-Batterie.As is well known, electric vehicles and hybrid vehicles are equipped with high-voltage batteries. Battery systems with batteries are used in electric vehicles (cars) and supply a high-voltage network with a high voltage (high-voltage) of z. B. 400 volts or higher. The battery cells or battery modules of such batteries are usually connected in series. Lithium based batteries are known to be sensitive to high temperatures as well as over or under voltage. Such operating conditions are not only detrimental to the life of the lithium battery but may, for example, due to a so-called "thermal runaway" hazards, for example in the form of burning or explosion of the lithium battery.

Die Batterie wird über Hochvoltleitungen mit Hochvoltanschlüssen verbunden. Üblicherweise werden Schütze in den Hochvoltleitungen sowohl an dem positiven Hochvoltanschluss als auch an dem negativen Hochvoltanschluss der Batterie eingesetzt. Mittels der Schütze kann eine derartige Batterie bei einem Fahrzeug-Service oder in einem ausgeschalteten Zustand des Fahrzeugs im normalen Betrieb oder in einem fehlerhaften Funktionszustand (Crashfall) vom Hochvoltnetz beziehungsweise von dem restlichen Hochvoltsystem des Fahrzeuges getrennt werden. Damit nach einem Crashfall keine Gefahr für die Rettungskräfte besteht, sind Schütze (sogenannte Sicherungseinrichtung) im Fahrzeug-Bordnetz vorgesehen, welche im Crashfall eine Abtrennung der Hochvoltbatterie vom Hochvoltnetz sicherstellen. Eine Trennung der Hochvoltbatterie vom Hochvoltnetz ist auch in Kfz-Werkstätten durchzuführen, damit für die Mechaniker während der Servicearbeiten keine Gefahr infolge von Berührungen mit spannungsführenden Leitungen/Leitungskontakten ausgeht.The battery is connected to high-voltage connections via high-voltage cables. Normally, contactors in the high-voltage cables are used both at the positive high-voltage connection and at the negative high-voltage connection of the battery. By means of the contactors, such a battery can be disconnected from the high-voltage network or from the remaining high-voltage system of the vehicle during a vehicle service or when the vehicle is switched off during normal operation or in a faulty functional state (crash case). So that after a crash, there is no danger to the rescue services, contactors (so-called security device) are provided in the vehicle electrical system, which ensure a separation of the high-voltage battery from the high-voltage network in the event of a crash. Separation of the high-voltage battery from the high-voltage network must also be carried out in motor vehicle workshops, so that the mechanics do not pose any danger during service work due to contact with live cables / line contacts.

Um das Hochvoltsystem nach einem Crashfall sicher abzuschalten, werden üblicherweise eine oder mehrere Rettungstrennstellen integriert, welche eine Leiterschleife darstellen. An diese Leiterschleife wird eine Spannung (z. B. 12 V durch Niedervoltbatterie) angelegt. Wenn die Spannung als vorhanden detektiert wird, ist die Hochvoltbatterie im normalen Betrieb, d. h. die Hochvoltbatterie kann entsprechend dem Betriebszustand an ihren Hochspannungsanschlüssen die Spannung bereitstellen.In order to switch off the high-voltage system safely after a crash, usually one or more rescue separation points are integrated, which represent a conductor loop. A voltage (eg 12 V through low-voltage battery) is applied to this conductor loop. If the voltage is detected as present, the high voltage battery is in normal operation, i. H. the high-voltage battery can provide the voltage according to the operating state at its high voltage terminals.

1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Batteriesystem gemäß dem Stand der Technik mit einer Hochvoltbatterie 1. In der Hochvoltbatterie 1 sind zwei Schütze 3 als reversible Trennelemente eingesetzt. Die Hochvoltbatterie 1 kann über die zwei Schütze 3 mit den Hochvoltanschlüssen des Hochvoltnetzes verbunden werden. Eine Steuereinheit 2 detektiert die Spannung einer Leiterschleife 4. Die Leiterschleife 4 wird üblicherweise von dem Niedervolt-Bordnetz (eine Spannung von z. B. 12 V) versorgt und weist eine Rettungstrennstelle 5 aus. 1 shows a known from the prior art battery system according to the prior art with a high-voltage battery 1 , In the high-voltage battery 1 are two shooters 3 used as reversible separating elements. The high-voltage battery 1 can about the two shooters 3 be connected to the high-voltage terminals of the high-voltage network. A control unit 2 detects the voltage of a conductor loop 4 , The conductor loop 4 is usually powered by the low-voltage electrical system (a voltage of, for example, 12 V) and has a rescue separation point 5 out.

Wenn die Spannung von der Hochvoltbatterie 1 als vorhanden detektiert wird, ist die Hochvoltbatterie 1 im normalen Betrieb, d. h. die Hochvoltbatterie kann entsprechend dem Betriebszustand an ihren Hochspannungsanschlüssen Spannung bereitstellen. Wird die Rettungstrennstelle 5 der Leiterschleife 4 durchgeschnitten oder auf eine andere Weise (z. B. durch einen Stecker zum Rausziehen) durchgetrennt, detektiert das die Steuereinheit 2 und schaltet die Hochvoltbatterie 1 mittels der Schütze 3 ab. Die Steuereinheit 2 ist an die oben beschriebene Leiterschleife 4 so angebunden, dass die Schütze 3 automatisch öffnen sobald die Spannung an der Leiterschleife 4 unter einem bestimmten Wert sinkt, z. B. unter 3 V. Die Leiterschleife 4 kann im Fahrzeug-Service getrennt werden, um das Hochvoltsystem sicher abzuschalten. Wenn das Niedervolt-Bordnetz ausfällt, werden die Schütze 3 geöffnet und die Hochvoltbatterie 1 wird abgeschaltet, weil die Spannung der Leiterschleife 4 schnell abfällt. Da die Schütze 3 reversible Trennelemente sind, können sie wieder geschlossen werden, um die Verbindung zwischen der Hochvoltbatterie 1 und dem Hochvoltnetz wieder herzustellen.When the voltage from the high-voltage battery 1 detected as present is the high-voltage battery 1 During normal operation, ie the high-voltage battery can provide voltage according to the operating condition at their high voltage terminals. Will the rescue separation point 5 the conductor loop 4 is cut through or otherwise severed (eg, by a pull-out plug), this detects the control unit 2 and switches the high-voltage battery 1 by means of the shooter 3 from. The control unit 2 is to the conductor loop described above 4 so tethered that the shooter 3 automatically open as soon as the voltage on the conductor loop 4 falls below a certain value, z. B. below 3 V. The conductor loop 4 can be disconnected in the vehicle service to safely switch off the high-voltage system. If the low-voltage electrical system fails, the shooter 3 opened and the high-voltage battery 1 is switched off because the voltage of the conductor loop 4 drops quickly. Because the shooter 3 reversible separators, they can be closed again to the connection between the high-voltage battery 1 and restore the high-voltage network.

Aus dem Stand der Technik sind reversible Trennelemente, z. B. elektromechanische Schütze als Sicherungsvorrichtungen zum Trennen der Hochvolt-Batterie von einem Hochvoltbordnetz eines Elektrofahrzeugs bekannt. Als Nachteil dieser reversiblen Trennelemente kann angesehen werden, dass das elektromechanische Schütz einen gewissen Alterungseffekt aufweist. Je länger die Schütze genutzt werden, desto schlechter wird die Zuverlässigkeit der Schütze. Bei langfristigem Einsatz könnten die elektromechanischen Schütze nicht normal funktionieren, was die Sicherheit stark beeinträchtigt. Außerdem erzeugen die elektromechanischen Schütze unter Strombelastung erhebliche Wärmemengen, was die Zuverlässigkeit der Hochvoltbatterie beeinträchtigen kann.From the prior art reversible separation elements, for. B. electromechanical contactors known as safety devices for disconnecting the high-voltage battery from a high-voltage vehicle electrical system. A disadvantage of these reversible separating elements can be considered that the electromechanical contactor has a certain aging effect. The longer the contactors are used, the worse the reliability of the shooter. For long-term use, the electromechanical contactors may not function normally, severely compromising safety. In addition, the electromechanical contactors generate under current load considerable amounts of heat, which can affect the reliability of the high-voltage battery.

Ferner ist aus der Patentschrift DE 10 2012 006 104 A1 eine Überwachungsvorrichtung bekannt, die eine Trennung/Deaktivierung der Hochvoltkomponenten automatisch durchführt, z. B. bei einem Absinken der Spannung der Niedervolt-Bordnetzbatterie, bzw. der Niedervolt-Bordnetzspannung unter einen kritischen Spannungswert. Die Sicherungsvorrichtung (Schütz) in der Schrift DE 10 2012 006 104 A1 funktioniert mit reversiblen Trennelementen. Da die Schütze reversibel sind, können sie beim Wiederherstellen des Niedervolt-Bordnetzes dann wieder geschlossen werden, um das Hochvoltsystem wieder zu aktivieren. Daher kann die Steuerungseinheit eine Durchtrennung der Rettungstrennstelle vom Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes im Service nicht unterscheiden.Furthermore, from the patent DE 10 2012 006 104 A1 a monitoring device is known, which performs a separation / deactivation of the high-voltage components automatically, for. B. at a drop in the voltage of the low-voltage electrical system battery, or the low-voltage vehicle electrical system voltage below a critical voltage value. The safety device (contactor) in writing DE 10 2012 006 104 A1 works with reversible separators. Since the contactors are reversible, they can then be closed again when restoring the low-voltage on-board electrical system, in order to reactivate the high-voltage system. Therefore, the control unit can not distinguish a severance of the rescue separation point from the failure of the low-voltage electrical system in the service.

Ein ähnliches Batteriesystem mit einer Überwachungsvorrichtung ist aus der Schrift WO 2009/112165 A2 bekannt, bei der die Hochvoltkomponenten mittels einer Leitungsschleife überwacht und bei geöffneter Leitungsschleife durch reversible Trennelemente deaktiviert werden.A similar battery system with a monitoring device is from the document WO 2009/112165 A2 in which the high-voltage components are monitored by means of a line loop and deactivated when the line loop is open by reversible separating elements.

Ferner offenbart die gattungsbildende DE 10 2011 103 834 A1 ein Schaltsystem für Kraftfahrzeugenergieleiter, der eine Schalteinrichtung sowie eine Trenneinrichtung umfasst, wobei die Schalteinrichtung und die Trenneinrichtung in Reihe geschaltet sind. Die Schalteinrichtung ist durch eine reversible Trennung gebildet. Die Trenneinrichtung ist durch eine pyrotechnische Trenneinrichtung (irreversible Trennung) gebildet. Das erste Steuersignal ist zum reversiblen Trennen verwendet, während das zweite Steuersignal zum irreversiblen Trennen verwendet ist.Further discloses the generic DE 10 2011 103 834 A1 a switch system for motor vehicle power conductors, comprising a switching device and a separating device, wherein the switching device and the separating device are connected in series. The switching device is formed by a reversible separation. The separator is formed by a pyrotechnic separator (irreversible separation). The first control signal is used for reversible disconnection while the second control signal is used for irreversible disconnection.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromechanisches Schütz durch ein Trennelement zu ersetzen, das keinen oder einen geringfügigen Alterungseffekt und eine geringere Wärmeentwicklung unter Strombelastung aufweist.It is therefore an object of the present invention to replace an electromechanical contactor with a separator, which has no or a slight aging effect and less heat generation under current load.

Die oben genannte Aufgabe wird durch das Batteriesystem gemäß dem Anspruch 1, das Verfahren gemäß dem Anspruch 13 und das Elektrofahrzeug oder das Hybridfahrzeug gemäß dem Anspruch 14 gelöst.The above object is achieved by the battery system according to claim 1, the method according to claim 13 and the electric vehicle or the hybrid vehicle according to claim 14.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei auch Kombinationen der einzelnen Anspruchsmerkmale untereinander möglich sind.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims, wherein combinations of the individual claim characteristics are possible with each other.

Erfindungsgemäß wird ein Batteriesystem vorgeschlagen, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, wobei das Batteriesystem eine Hochvoltbatterie, eine Steuereinheit und eine Sicherungseinrichtung zum Trennen der Hochvoltbatterie von einem Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs aufweist. Die Steuereinheit weist zwei Leiterschleifen auf und überwacht Zustände der beiden Leiterschleifen. In Abhängigkeit der Zustände der beiden Leiterschleifen aktiviert die Steuereinheit die Sicherungseinrichtung, wobei im Falle einer Aktivierung die Sicherungseinrichtung die Hochvoltbatterie vom Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs trennt. Die Sicherungseinrichtung ein irreversibles Trennelement aufweist.According to the invention, a battery system is proposed, in particular for an electric vehicle, wherein the battery system has a high-voltage battery, a control unit and a safety device for disconnecting the high-voltage battery from a high-voltage electrical system of the electric vehicle. The control unit has two conductor loops and monitors states of the two conductor loops. Depending on the states of the two conductor loops, the control unit activates the safety device, wherein in case of activation, the safety device separates the high-voltage battery from the high-voltage electrical system of the electric vehicle. The safety device has an irreversible separating element.

Ein Unfallfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Batteriesystem kann folglich von Rettungskräften gefahrlos berührt werden.An accident vehicle with a battery system according to the invention can therefore be safely touched by rescue workers.

Ein irreversibles Trennelement weist kein Alterungsproblem und eine deutlich geringere Wärmeentwicklung unter Strombelastung auf. Jedoch soll das irreversible Trennelement nur in dem Fall aktiviert werden, wenn eine allpolige Trennung erfolgen muss, bzw. wenn die Rettungstrennstelle von Rettungskräften aktiviert wird. Dabei ist zu beachten, dass das irreversible Trennelement nicht aktiviert werden soll, wenn das Niedervolt-Bordnetz im Fahrzeug-Service ausfällt. Das ist bei der oben beschriebenen Überwachungsvorrichtung, die lediglich eine Leiterschleife überwacht, nicht möglich, weil sie eine Durchtrennung der Rettungstrennstelle vom z. B. Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes im Service nicht unterscheiden kann. Im Fahrzeug-Service wird die Niedervoltbatterie manchmal herausgezogen. Deswegen fällt das Niedervolt-Bordnetz im Service aus. Im Fall des Ausfalls des Niedervolt-Bordnetzes wird das Trennelement wegen Senkung der Spannung auch aktiviert, was unerwünscht ist, weil das Trennelement dann ausgetauscht werden muss. Dies führt zur Erhöhung der Servicekosten und des Zeitaufwands.An irreversible separator has no aging problem and a significantly lower heat generation under current load. However, the irreversible separating element should only be activated in the event that an all-pole disconnection must take place or if the rescue separation point is activated by rescue workers. It should be noted that the irreversible separator should not be activated if the low-voltage vehicle electrical system fails in the vehicle service. This is in the above-described monitoring device, which monitors only a conductor loop, not possible because it is a separation of the rescue separation point of z. B. Failure of the low-voltage electrical system in the service can not distinguish. In vehicle service, the low-voltage battery is sometimes pulled out. That is why the low-voltage on-board electrical system fails in service. In the case of failure of the low-voltage electrical system, the separator is also activated because of lowering the voltage, which is undesirable because the separator must then be replaced. This leads to an increase in service costs and time.

Durch das erfindungsgemäße Batteriesystem ergibt sich eine Reihe von Vorteilen. So kann ein elektromechanisches Schütz durch ein irreversibles Trennelement ersetzt werden. Das irreversible Trennelement wird von Rettungskräften aktiviert. Das bereits einmal aktivierte irreversible Trennelement soll dann durch ein neues irreversibles Trennelement ausgetauscht werden. Mit anderen Worten wird das irreversible Trennelement nur einmalig verwendet werden. Daher gibt es bei der Verwendung des irreversiblen Trennelements kein bzw. nur ein geringfügiges Alterungsproblem. Damit werden die Zuverlässigkeit der Sicherungseinrichtung und die Sicherheit des Batteriesystems erhöht.The battery system according to the invention results in a number of advantages. Thus, an electromechanical contactor can be replaced by an irreversible separator. The irreversible separating element is activated by rescue workers. The once activated irreversible separating element is then to be replaced by a new irreversible separating element. In other words, the irreversible separator will only be used once. Therefore, there are no or only a slight aging problem when using the irreversible separating element. This increases the reliability of the safety device and the safety of the battery system.

Darüber hinaus, wird das irreversible Trennelement bei einem einfachen Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes im Service nicht aktiviert, und wird lediglich ein Schütz wie bisher geöffnet, womit eine einpolige Trennung gewährleistet wird, was für diese Situationen ausreichend ist.In addition, the irreversible separation element is not activated in a simple failure of the low-voltage electrical system in the service, and only a contactor is opened as before, thus ensuring a single-pole separation, which is sufficient for these situations.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das irreversible Trennelement ein pyrotechnischer Schalter. Da der pyrotechnische Schalter kostengünstiger ist als ein elektromechanisches Schütz, können die Systemkosten gesenkt werden, wenn ein elektromechanischer Schalter durch einen pyrotechnischen Schalter ersetzt wird.According to an advantageous development of the invention, the irreversible separating element is a pyrotechnic switch. Since the pyrotechnic switch is less expensive than an electromechanical contactor, the system cost can be reduced if an electromechanical switch is replaced by a pyrotechnic switch.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Sicherungseinrichtung mit einem ersten Terminal der Hochvoltbatterie verbunden. According to a further advantageous embodiment of the invention, the securing device is connected to a first terminal of the high-voltage battery.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine Diagnosespannung an der ersten Leiterschleife und der zweiten Leiterschleife angelegt, wobei die Diagnosespannung von der Steuereinheit, einer Zusatzbatterie, einem Stützkondensator, einem Niedervolt-Bordnetz, oder der Hochvoltbatterie bereitgestellt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, a diagnostic voltage is applied to the first conductor loop and the second conductor loop, wherein the diagnostic voltage of the control unit, an auxiliary battery, a backup capacitor, a low-voltage electrical system, or the high-voltage battery is provided.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Überwachung dadurch, dass die Steuereinheit ein erstes Spannungspotential an der ersten Leiterschleife und ein zweites Spannungspotential an der zweiten Leiterschleife detektiert.According to a further advantageous embodiment of the invention, the monitoring takes place in that the control unit detects a first voltage potential at the first conductor loop and a second voltage potential at the second conductor loop.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die erste Leiterschleife wenigstens eine Rettungstrennstelle.According to a further advantageous development of the invention, the first conductor loop comprises at least one rescue separation point.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht die Rettungstrennstelle aus einem Stecker und einer Kupplung, wobei die erste Leiterschleife geschlossen ist, wenn der Stecker und die Kupplung miteinander verbunden sind und die erste Leiterschleife geöffnet ist, wenn der Stecker und die Kupplung miteinander unverbunden sind.According to a further advantageous embodiment of the invention, the rescue separation point consists of a plug and a coupling, wherein the first conductor loop is closed when the plug and the coupling are connected to each other and the first conductor loop is open when the plug and the coupling are unconnected to each other.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Rettungstrennstelle durch eine Leitung gebildet, wobei die erste Leiterschleife geschlossen ist, wenn die Leitung ununterbrochen ist und die erste Leiterschleife geöffnet ist, wenn die Leitung durchschnitten ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, the rescue separation point is formed by a line, wherein the first conductor loop is closed when the line is uninterrupted and the first conductor loop is open when the line is cut.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aktiviert die Steuereinheit die Sicherungseinrichtung, um die Hochvolt-Batterie vom Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs zu trennen, nur dann, wenn die erste Leiterschleife geöffnet ist und die zweite Leiterschleife geschlossen ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, the control unit activates the safety device to disconnect the high-voltage battery from the high-voltage electrical system of the electric vehicle, only when the first conductor loop is open and the second conductor loop is closed.

Außerdem aktiviert die Steuereinheit die Sicherungseinrichtung nicht, wenn beide Leiterschleifen geschlossen sind, oder wenn die zweite Leiterschleife geöffnet ist und die erste Leiterschleife geschlossen ist, oder wenn beide Leiterschleifen geöffnet sind. Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Steuereinheit eine Durchtrennung der Rettungstrennstelle vom Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes im Service unterscheiden. Deswegen wird das irreversible Trennelement aktiviert, nur wenn die Rettungskräfte die erste Leiterschleife geöffnet haben, wobei die zweite Leiterschleife geschlossen bleibt.In addition, the control unit does not activate the safety device when both conductor loops are closed, or when the second conductor loop is open and the first conductor loop is closed, or when both conductor loops are open. Advantageously, the control unit according to the invention can distinguish a severance of the rescue separation point from the failure of the low-voltage electrical system in the service. Therefore, the irreversible separator is activated only when the rescue workers have opened the first conductor loop, the second conductor loop remains closed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Batteriesystem einen elektromechanischen Schalter auf, der mit einem zweiten Terminal der Hochvoltbatterie verbunden ist, um das zweite Terminal der Hochvoltbatterie vom Hochvolt-Bordnetz zu trennen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the battery system to an electromechanical switch, which is connected to a second terminal of the high-voltage battery to separate the second terminal of the high-voltage battery from the high-voltage electrical system.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Rettungstrennstellen der ersten Leiterschleife in Reihe angeordnet, so dass die Rettungskräfte die erste Leiterschleife an mehreren unterschiedlichen Stellen öffnen und die Sicherungseinrichtung aktivieren können.According to a further advantageous embodiment of the invention, several rescue separation points of the first conductor loop are arranged in series, so that the rescue workers can open the first conductor loop at several different locations and activate the securing device.

Außerdem schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb des oben genannten Batteriesystems vor, wobei das Batteriesystem eine Hochvoltbatterie, eine Steuereinheit und eine Sicherungseinrichtung zum Trennen der Hochvoltbatterie von einem Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs aufweist und die Sicherungseinrichtung ein irreversibles Trennelement aufweist. Die Steuereinheit weist zwei Leiterschleifen auf und überwacht Zustände der beiden Leiterschleifen. Die Steuereinheit aktiviert die Sicherungseinrichtung in Abhängigkeit der Zustände der beiden Leiterschleifen, wobei im Falle einer Aktivierung die Sicherungseinrichtung die Hochvoltbatterie vom Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs trennt.In addition, the invention proposes a method for operating the above-mentioned battery system, wherein the battery system comprises a high-voltage battery, a control unit and a safety device for disconnecting the high-voltage battery from a high-voltage electrical system of the electric vehicle and the safety device has an irreversible separator. The control unit has two conductor loops and monitors states of the two conductor loops. The control unit activates the safety device as a function of the states of the two conductor loops, wherein in the case of activation the safety device separates the high-voltage battery from the high-voltage electrical system of the electric vehicle.

Darüber hinaus beschreibt die Erfindung ein Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug mit einem oben genannten Batteriesystem.In addition, the invention describes a vehicle or electric vehicle or hybrid vehicle with an above-mentioned battery system.

Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in connection with the drawing. Show it:

1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Batteriesystem mit zwei Schützen; 1 a known from the prior art battery system with two shooters;

2 ein Batteriesystem nach einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das Batteriesystem eine erfindungsgemäße Steuereinheit aufweist, die zwei Leiterschleifen aufweist und eine Überwachung beider Leiterschleifen durchführt; und 2 a battery system according to an embodiment of the invention, wherein the battery system comprises a control unit according to the invention, which has two conductor loops and performs a monitoring of both conductor loops; and

3 eine schematische Darstellung der Steuereinheit. 3 a schematic representation of the control unit.

Die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.The embodiments explained below represent preferred embodiments of the present invention. Of course, the present invention is not limited to these embodiments.

2 zeigt ein Batteriesystem nach einer Ausführungsform der Erfindung. Das Batteriesystem umfasst eine Hochvoltbatterie 30, eine Steuereinheit 10 und eine Sicherungseinrichtung 20 zum Trennen eines Terminals (nicht dargestellt) der Hochvoltbatterie 30 von einem Hochvoltnetz (nicht dargestellt) des Elektrofahrzeugs. Die Sicherungseinrichtung 20 ist an oder in der Hochvoltbatterie 30 angeordnet. Die Sicherungseinrichtung 20 ist mit einem ersten Terminal der Hochvoltbatterie 30 verbunden. 2 shows a battery system according to an embodiment of the invention. The battery system includes a high-voltage battery 30 , a control unit 10 and a safety device 20 to disconnect a terminal (not shown) of the high-voltage battery 30 from a high voltage network (not shown) of the electric vehicle. The safety device 20 is on or in the high-voltage battery 30 arranged. The safety device 20 is with a first terminal of the high-voltage battery 30 connected.

Im normalen Betrieb ist die Sicherungseinrichtung 20 geschlossen, so dass das erste Terminal (nicht dargestellt) der Hochvoltbatterie 30 über die Sicherungseinrichtung 20 mit einem Hochvoltanschluss des Hochvoltnetzes (nicht dargestellt) verbunden werden kann.In normal operation, the safety device 20 closed, leaving the first terminal (not shown) of the high-voltage battery 30 over the safety device 20 can be connected to a high-voltage terminal of the high-voltage network (not shown).

Das Batteriesystem weist ein Schütz 21 (elektromechanischer Schalter) auf, das mit einem zweiten Terminal (nicht dargestellt) der Hochvoltbatterie 30 verbunden ist, um das zweite Terminal der Hochvoltbatterie 30 vom Hochvolt-Bordnetz zu trennen. Im normalen Betrieb ist das Schütz 21 geschlossen, so dass das zweite Terminal der Hochvoltbatterie 30 über das Schütz 21 mit einem Hochvoltanschluss des Hochvoltnetzes verbunden werden kann. Wenn das Schütz 21 geöffnet ist, wird das zweite Terminal vom Hochvoltanschluss des Hochvoltnetzes getrennt. Da ein Hochvoltspeicher sich nicht schnell komplett abschalten kann (die Batteriezellen liefern immer eine Spannung), ist die Sicherheit erhöht, wenn die Hochvoltbatterie 30 sich allpolig vom restlichen Hochvoltbordnetz abschalten kann. Um die Hochvoltbatterie 30 allpolig vom Hochvolt-Bordnetz zu trennen, müssen sowohl die Sicherungseinrichtung 20 als auch das Schütz 21 geöffnet werden.The battery system has a contactor 21 (Electromechanical switch), which with a second terminal (not shown) of the high-voltage battery 30 connected to the second terminal of the high-voltage battery 30 to disconnect from the high-voltage electrical system. In normal operation is the contactor 21 closed, leaving the second terminal of the high-voltage battery 30 over the contactor 21 can be connected to a high-voltage connection of the high-voltage network. If the contactor 21 is opened, the second terminal is disconnected from the high-voltage connection of the high-voltage network. Since a high-voltage battery can not switch off completely quickly (the battery cells always provide a voltage), the safety is increased when the high-voltage battery 30 can switch off all poles of the remaining high-voltage on-board electrical system. To the high-voltage battery 30 Both poles must disconnect from the high-voltage electrical system, both the safety device 20 as well as the contactor 21 be opened.

Die Steuereinheit 10 weist eine erste Leiterschleife 11 und eine zweite Leiterschleife 12 auf. Die beiden Leiterschleifen 11 und 12 sind z. B. durch einfache Drahtleitung ausgebildet. Die erste Leiterschleife 11 umfasst wenigstens eine Rettungstrennstelle 16. Die Rettungstrennstelle 16 kann durch eine Stecker-Kupplung gebildet sein, wobei die erste Leiterschleife 11 geschlossen ist, wenn die Stecker-Kupplung geschlossen ist und die erste Leiterschleife 11 geöffnet ist, wenn die Stecker-Kupplung geöffnet ist. Die Rettungstrennstelle 16 kann auch durch eine einfache Drahtleitung gebildet sein, wobei die erste Leiterschleife 11 geschlossen ist, wenn die Drahtleitung ununterbrochen (nicht durchschnitten) ist und die erste Leiterschleife 11 geöffnet ist, wenn die Drahtleitung durchschnitten ist.The control unit 10 has a first conductor loop 11 and a second conductor loop 12 on. The two conductor loops 11 and 12 are z. B. formed by simple wire line. The first conductor loop 11 includes at least one rescue separation point 16 , The rescue separation point 16 may be formed by a male coupling, wherein the first conductor loop 11 is closed when the plug coupling is closed and the first conductor loop 11 is open when the plug coupling is open. The rescue separation point 16 can also be formed by a simple wire line, wherein the first conductor loop 11 is closed, when the wire line is continuous (not cut) and the first conductor loop 11 is open when the wire line is cut.

Eine Diagnosespannung (z. B. 12 Volt) der Steuereinheit 10 wird an die beiden Leiterschleifen 11 und 12 angelegt. Alternativ oder zusätzlich kann die Diagnosespannung von einem Niedervolt-Bordnetz, einer Zusatzbatterie, einem Stützkondensator, der Hochvoltbatterie oder Kombination davon versorgt werden.A diagnostic voltage (eg, 12 volts) of the control unit 10 gets to the two conductor loops 11 and 12 created. Alternatively or additionally, the diagnostic voltage from a low-voltage electrical system, an auxiliary battery, a backup capacitor, the high-voltage battery or combination thereof can be supplied.

Die Leiterschleifen 11 und 12 sind an die Steuereinheit 10 angeschlossen. Die Steuereinheit 10 führt eine Überwachung der beiden Leiterschleifen 11 und 12 durch. Die Überwachung wird dadurch erreicht, dass die Steuereinheit 10 Zustände der beiden Leiterschleifen 11 und 12 erfasst. Die Steuereinheit 10 aktiviert in Abhängigkeit der Zustände der beiden Leiterschleifen 11 und 12 die Sicherungseinrichtung 20, so dass die Sicherungseinrichtung 20 die Hochvoltbatterie 30 vom Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs trennt.The conductor loops 11 and 12 are to the control unit 10 connected. The control unit 10 performs a monitoring of the two conductor loops 11 and 12 by. The monitoring is achieved by the control unit 10 States of the two conductor loops 11 and 12 detected. The control unit 10 activated depending on the states of the two conductor loops 11 and 12 the safety device 20 so that the safety device 20 the high-voltage battery 30 from the high voltage electrical system of the electric vehicle separates.

Die Leiterschleifen 11 und 12 weisen insgesamt vier (elektrische) Zustände auf. Im Folgenden wird die Zustände der Leiterschleifen 11 und 12 erläutert.The conductor loops 11 and 12 have a total of four (electrical) states. The following describes the states of the conductor loops 11 and 12 explained.

Im Crashfall wird die Rettungstrennstelle 16 von den Rettungskräften durchtrennt, z. B. durch Durchscheiden der Leitung der Rettungstrennstelle 16 oder durch Herausziehen eines Steckers der die Rettungstrennstelle 16 bildenden Stecker-Kupplung. Dadurch wird die erste Leiterschleife 11 geöffnet und wohingegen die zweite Leiterschleife 12 geschlossen bleibt. Nach der Ausführungsform der Erfindung überwacht die Steuereinheit 10 die Spannungspotentiale der beiden Leiterschleifen 11 und 12. Wird die Rettungstrennstelle 16 durchgetrennt, fällt das Spannungspotential der Leiterschleife 11 schnell ab. Die Steuereinheit 10 erfasst die Spannungspotentiale der beiden Leiterschleifen 11 und 12. Sobald das Spannungspotential der Leiterschleife 11 unter einen bestimmten Wert, z. B. unter 3 V sinkt, aktiviert die Steuereinheit 10 die Sicherungseinrichtung 20, so dass die Sicherungseinrichtung 20 die Hochvoltbatterie 30 vom Hochvolt-Bordnetz des Elektrofahrzeugs trennt.In the event of a crash, the rescue separation point 16 severed by the rescue workers, z. B. by separating the line of the rescue separation 16 or by pulling out a plug the the rescue disconnect 16 forming plug coupling. This will be the first conductor loop 11 opened and whereas the second conductor loop 12 remains closed. According to the embodiment of the invention, the control unit monitors 10 the voltage potentials of the two conductor loops 11 and 12 , Will the rescue separation point 16 severed, the voltage potential of the conductor loop drops 11 fast. The control unit 10 detects the voltage potentials of the two conductor loops 11 and 12 , As soon as the voltage potential of the conductor loop 11 below a certain value, e.g. B. falls below 3 V, activates the control unit 10 the safety device 20 so that the safety device 20 the high-voltage battery 30 from the high voltage electrical system of the electric vehicle separates.

Auf diese Weise geht für die Rettungskräfte während der Rettung keine Gefahr infolge von Berührungen mit spannungsführenden Leitungskontakten aus. Ein Unfallfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Batteriesystem kann folglich von Rettungskräften gefahrlos berührt werden.In this way, there is no danger to the rescue workers during the rescue due to contact with live line contacts. An accident vehicle with a battery system according to the invention can therefore be safely touched by rescue workers.

Beim normalen Betrieb fallen die Spannungspotentiale der beiden Leiterschleifen 11 und 12 nicht ab. Die beiden Leiterschleifen 11 und 12 werden von der Steuereinheit 10 als geschlossen erkannt. Gemäß der Erfindung aktiviert die Steuereinheit 10 die Sicherungseinrichtung 20 im Falle dieses Zustands nicht, wenn die beiden Leiterschleifen 11 und 12 geschlossen sind.During normal operation, the voltage potentials of the two conductor loops fall 11 and 12 not off. The two conductor loops 11 and 12 be from the control unit 10 recognized as closed. According to the invention activates the control unit 10 the safety device 20 in the case of this condition, not if the two conductor loops 11 and 12 are closed.

Beim Austausch der Niedervoltbatterie wird die Niedervoltbatterie von den Mechanikern im Service abgeklemmt. Die Spannungen der beiden Leiterschleifen 11 und 12 können infolge eines Ausfalls der Niedervoltbatterie abfallen. In einem solchen Fall werden die beiden Leiterschleifen 11 und 12 als geöffnet erkannt. Gemäß der Erfindung aktiviert die Steuereinheit 10 die Sicherungseinrichtung 20 im Falle dieses Zustands nicht, wenn die beiden Leiterschleifen 11 und 12 geöffnet sind. Im Service kann lediglich ein Schütz wie bisher geöffnet werden, womit eine einpolige Trennung gewährleistet wird, was für diese Situation ausreichend ist. Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Steuereinheit eine Durchtrennung der Rettungstrennstelle 16 vom Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes im Service unterscheiden. Deswegen wird das irreversible Trennelement nur dann aktiviert, wenn die Rettungstrennstelle 16 der ersten Leiterschleife 11 von Rettungskräften getrennt wird.When replacing the low-voltage battery, the low-voltage battery is disconnected by the mechanics in the service. The voltages of the two conductor loops 11 and 12 may fall due to a failure of the low-voltage battery. In such a case, the two conductor loops 11 and 12 recognized as open. According to the invention, the control unit activates 10 the safety device 20 in the case of this condition, not if the two conductor loops 11 and 12 are open. In the service, only one contactor can be opened as before, thus ensuring a single-pole separation, which is sufficient for this situation. The control unit according to the invention can advantageously be a separation of the rescue separation point 16 differ from the failure of the low-voltage electrical system in the service. Therefore, the irreversible separator is activated only when the rescue separation point 16 the first conductor loop 11 separated from rescue workers.

Wenn die zweite Leiterschleife 12 geöffnet ist und die erste Leiterschleife 11 geschlossen ist, aktiviert die Steuereinheit 10 die Sicherungseinrichtung 20 nicht, da dieser Zustand von der Steuereinheit 10 als Systemfehler erkannt wird.If the second conductor loop 12 is open and the first conductor loop 11 is closed, activates the control unit 10 the safety device 20 not, because this state of the control unit 10 is detected as a system error.

Wie bereits erwähnt weist die Sicherungseinrichtung 20 ein irreversibles Trennelement auf. Unter einem „irreversiblen Trennelement” soll insbesondere ein Trennelement verstanden werden, das, was es die elektrische Verbindung zwischen der Hochvoltbatterie 30 und dem Hochvolt-Bordnetz des Fahrzeugs unterbrochen hat, diese Verbindung nicht wieder herstellen kann. Eine Wiederherstellung der elektrischen Verbindung ist nur durch einen Austausch des irreversiblen Trennelements möglich.As already mentioned, the safety device 20 an irreversible separator on. An "irreversible separating element" is to be understood in particular as a separating element, which is what the electrical connection between the high-voltage battery 30 and has interrupted the vehicle's high-voltage electrical system, can not restore this connection. Restoration of the electrical connection is possible only by replacing the irreversible separating element.

Bei Aktivierung löst das irreversible Trennelement aus, d. h. es unterbricht die elektrische Verbindung zwischen der Hochvoltbatterie 30 und dem Hochvolt-Bordnetz des Fahrzeugs. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Trennelemente nur einmalig auslösen können, d. h. irreversibel auslösen. Hierdurch kann ein solches Trennelement einen besonders für die einmalige Auslösung geeigneten Aufbau aufweisen und kann dadurch insbesondere einfach aufgebaut sein. Hierdurch lassen sich insbesondere ein vergleichsweise niedriger Innenwiderstand des irreversiblen Trennelementes und damit geringe Leitungsverluste realisieren. Ein solcher Aufbau mag auch im Weiteren geeignet sein zum Vermeiden eines Lichtbogens bzw. zur bevorzugten wasserfesten Ausgestaltung eines Trennelementes. Die irreversiblen Trennelemente können dabei über eigene Steuereinrichtungen auslösbar sein.When activated triggers the irreversible separator, ie it interrupts the electrical connection between the high-voltage battery 30 and the high-voltage vehicle electrical system. In particular, it can be provided that the separating elements can trigger only once, ie trigger irreversibly. As a result, such a separating element can have a construction which is particularly suitable for the single triggering and can therefore be constructed in a particularly simple manner. In this way, in particular, a comparatively low internal resistance of the irreversible separating element and thus low line losses can be realized. Such a structure may also be suitable for avoiding an arc or for the preferred waterproof design of a separating element. The irreversible separating elements can be triggered via their own control devices.

Da die Steuereinheit 10 die beiden Leiterschleifen 11 und 12 überwacht, kann die Steuereinheit 10 die Durchtrennung der Rettungstrennstelle 16 vom Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes im Service unterscheiden. Die Steuereinheit 10 aktiviert das irreversible Trennelement beim Ausfall des Niedervolt-Bordnetzes nicht. Daher wird der Serviceaufwand reduziert.Because the control unit 10 the two conductor loops 11 and 12 monitors, the control unit can 10 the transection of the rescue separation point 16 differ from the failure of the low-voltage electrical system in the service. The control unit 10 does not activate the irreversible separating element in case of failure of the low-voltage electrical system. Therefore, the service cost is reduced.

Das irreversible Trennelement kann einen pyrotechnischen Schalter aufweisen. Da der pyrotechnische Schalter kostengünstiger als ein elektromechanisches Schütz ist, werden die Systemkosten reduziert, wenn ein elektromechanischer Schalter durch einen pyrotechnischen Schalter ersetzt wird.The irreversible separating element may have a pyrotechnic switch. Since the pyrotechnic switch is less expensive than an electromechanical contactor, the system cost is reduced when an electromechanical switch is replaced by a pyrotechnic switch.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die erste Leiterschleife 11 mehrere Rettungstrennstellen auf, die in Reihe angeordnet sind.According to one embodiment of the invention, the first conductor loop 11 several rescue separation points, which are arranged in series.

Die Überwachung der Spannung und die Aktivierung der Sicherungseinrichtung können z. B. wie in 3 vorgeschlagen aussehen. Eine Spannungsquelle 101 erzeugt eine Spannung, welche über einen ersten Widerstand 102 an die erste Leiterschleife 103 angelegt wird. Die Spannung von der Spannungsquelle 101 wird über einen zweiten Widerstand 104 an die zweite Leiterschleife 105 angelegt. Die Spannung an den ersten Widerstand 102 wird in einem Komparator 106 mit einer Referenzspannung 109 verglichen. Wenn die Spannung größer als die Referenzspannung ist, ist die erste Leiterschleife 103 geschlossen und der Ausgang des Komparators 106 gibt eine logische „1” aus. Andernfalls ist die erste Leiterschleife 103 geöffnet und der Ausgang des Komparators 106 gibt eine logische „0” aus.The monitoring of the voltage and the activation of the safety device can, for. B. as in 3 Proposed to look. A voltage source 101 generates a voltage which is via a first resistor 102 to the first conductor loop 103 is created. The voltage from the voltage source 101 is via a second resistor 104 to the second conductor loop 105 created. The voltage to the first resistor 102 is in a comparator 106 with a reference voltage 109 compared. If the voltage is greater than the reference voltage, the first conductor loop is 103 closed and the output of the comparator 106 returns a logical "1". Otherwise, the first conductor loop 103 opened and the output of the comparator 106 returns a logical "0".

Die Spannung an dem zweiten Widerstand 104 wird in einem zweiten Komparator 108 mit der Referenzspannung 109 verglichen. Wenn die Spannung größer als die Referenzspannung ist, ist die zweite Leiterschleife 105 geschlossen und gibt der Ausgang des Komparators 108 eine logische „1” aus. Andernfalls ist die zweite Leiterschleife 105 geöffnet und der Ausgang des Komparators 108 gibt eine logische „0” aus.The voltage across the second resistor 104 is in a second comparator 108 with the reference voltage 109 compared. If the voltage is greater than the reference voltage, the second conductor loop is 105 closed and gives the output of the comparator 108 a logical "1". Otherwise, the second conductor loop 105 opened and the output of the comparator 108 returns a logical "0".

Das Ergebnis aus den Komparatoren wird in einem logischen Element 107 so verknüpft, dass deren Ausgang dann und nur dann eine logische „1” ausgibt, wenn der Ausgang des ersten Komparators 106 eine logische „1” ausgibt und der Ausgang des zweiten Komparators 108 eine logische „0” ausgibt. Die Ausgangsleitung des logischen Elements 107 steuert in dem Fall (logische „1”) einen Schalter 110, der die Spannung von der Spannungsquelle 101 auf die Zündpille 111 des pyrotechnischen Elementes 112 zuschaltet, wenn der Schalter am Eingang eine logische „1” empfängt. Damit wird die Zündpille gezündet, d. h. das pyrotechnische Element 112 wird aktiviert.The result from the comparators is in a logical element 107 linked so that their output then and only then outputs a logical "1" when the output of the first comparator 106 outputs a logical "1" and the output of the second comparator 108 outputs a logical "0". The output line of the logical element 107 in the case (logical "1") controls a switch 110 which is the voltage from the voltage source 101 on the squib 111 of the pyrotechnic element 112 switches on when the switch at the input receives a logical "1". Thus the squib is ignited, ie the pyrotechnic element 112 is activated.

Die für das erfindungsgemäße Batteriesystem erforderlichen Komponenten und Bauteile (Hochvoltbatterie, Leiterschleife, Rettungstrennstelle, pyrotechnische Schalter, elektromechanisches Schütz, Niedervolt-Bordnetz, etc.) sowie deren mögliches Zusammenwirken (elektronische bzw. elektrische Verbindung) sowie die Komponenten und Bauteile außerhalb des erfindungsgemäßen Batteriesystems sowie deren mögliches Zusammenwirken mit dem erfindungsgemäßen Batteriesystem sind einem Fachmann bekannt. Daher braucht in der vorliegenden Anmeldung hierauf nicht näher eingegangen zu werden.The components and components required for the battery system according to the invention (high-voltage battery, conductor loop, rescue separation point, pyrotechnic switch, electromechanical contactor, low-voltage electrical system, etc.) and their possible interaction (electronic or electrical connection) and the components and components outside the battery system according to the invention and their possible interaction with the battery system according to the invention are known to a person skilled in the art. Therefore, need not be discussed in detail in the present application.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: HochvoltbatterieHigh-voltage battery
22: Niedervolt-BordnetzLow-voltage electrical system
33: elektromechanisches Schützelectromechanical contactor
44: Leiterschleifeconductor loop
55: RettungstrennstelleRescue separation point
1010: Steuereinheitcontrol unit
1111: erste Leiterschleifefirst conductor loop
1212: zweite Leiterschleifesecond conductor loop
1616: RettungstrennstelleRescue separation point
2020: Sicherungseinrichtungsafety device
2121: elektromechanisches Schützelectromechanical contactor
3030: HochvoltbatterieHigh-voltage battery
101101: Spannungsquellevoltage source
102102: erster Widerstandfirst resistance
103103: erste Leiterschleifefirst conductor loop
104104: zweiter Widerstandsecond resistance
105105: zweite Leiterschleifesecond conductor loop
106106: erster Komparatorfirst comparator
107107: logisches Elementlogical element
108108: zweiter Komparatorsecond comparator
109109: Referenzspannungreference voltage
110110: Schalterswitch
111111: Zündpillesquib
112112: pyrotechnisches Elementpyrotechnic element

Claims

Battery system, in particular for an electric vehicle, wherein the battery system is a high-voltage battery ( 30 ), a control unit ( 10 ) and a safety device ( 20 ) for disconnecting the high-voltage battery ( 30 ) of a high-voltage electrical system of the electric vehicle, and wherein the control unit ( 10 ) two conductor loops ( 11 . 12 ) and states of the two conductor loops ( 11 . 12 ) supervised; characterized in that, depending on the states of the first conductor loop ( 11 ) and the second conductor loop ( 12 ) the control unit ( 10 ) the safety device ( 20 ), whereby in case of activation the safety device ( 20 ) the high-voltage battery ( 30 ) separates from the high-voltage electrical system of the electric vehicle, the safety device ( 20 ) has an irreversible separating element.

Battery system according to claim 1, characterized in that the irreversible separating element is a pyrotechnic switch.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the safety device ( 20 ) with a first terminal of the high-voltage battery ( 30 ) connected is.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that a diagnostic voltage at the first conductor loop ( 11 ) and the second conductor loop ( 12 ), wherein the diagnostic voltage from the control unit, an auxiliary battery, a backup capacitor, a low-voltage electrical system, or the high-voltage battery ( 30 ) provided.

Battery system according to claim 4, characterized in that the monitoring is carried out in that the control unit ( 10 ) a first voltage potential at the first conductor loop ( 11 ) and a second voltage potential at the second conductor loop ( 12 ) detected.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the first conductor loop ( 11 ) at least one rescue separation point ( 16 ).

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the rescue separation point ( 16 ) consists of a plug and a coupling, wherein the first conductor loop ( 11 ) is closed when the plug and the coupling are connected together and the first conductor loop ( 11 ) is opened when the plug and the coupling are unconnected with each other.

Battery system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rescue separation point ( 16 ) is formed by a line, wherein the first conductor loop ( 11 ) is closed when the line is uninterrupted and the first conductor loop ( 11 ) is open when the line is cut.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 10 ) the safety device ( 20 ) to activate the high-voltage battery ( 30 ) from the high-voltage electrical system of the electric vehicle when the first conductor loop ( 11 ) is open and the second conductor loop ( 12 ) closed is.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 10 ) the safety device ( 20 ) is not activated when the two conductor loops ( 11 . 12 ) are closed, or if the second conductor loop ( 12 ) is open and the first conductor loop ( 11 ) is closed, or if the two conductor loops ( 11 . 12 ) are open.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the Battery system has an electromechanical switch which is connected to a second terminal of the high-voltage battery ( 30 ) is connected to the second terminal of the high-voltage battery ( 30 ) from the high-voltage electrical system.

Battery system according to one of claims 6 to 11, characterized in that the first conductor loop ( 11 ) has several rescue separation points, which are arranged in series.

Method for operating a battery system, in particular according to one of the preceding claims, - wherein the battery system is a high-voltage battery ( 30 ), a control unit ( 10 ) and a safety device ( 20 ) for disconnecting the high-voltage battery ( 30 ) of a high-voltage electrical system of the electric vehicle and the safety device ( 20 ) has an irreversible separating element - wherein the control unit ( 10 ) two conductor loops ( 11 . 12 ) and states of the two conductor loops ( 11 . 12 ) supervised; and - depending on the states of the two conductor loops ( 11 . 12 ) the control unit ( 10 ) the safety device ( 20 ), whereby in case of activation the safety device ( 20 ) the high-voltage battery ( 30 ) separates from the high-voltage electrical system of the electric vehicle.

Electric vehicle or hybrid vehicle with a battery system according to one of claims 1 to 12.